[发明专利]具有停电判定单元的电动机控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种电动机控制装置，其在将从交流电源侧供给的交流电力变换为直流电力并输出后，进一步变换为用于驱动电动机的交流电力来向电动机进行供给，本发明特别涉及一种具有判定交流电源侧有无停电的停电判定单元的电动机控制装置。

背景技术

在对机床、锻压机、注塑成型机、工业机械或各种机器人内的电动机进行驱动的电动机控制装置中，在将从交流电源侧输入的交流电力暂时变换为直流电力后进一步变换为交流电力，将该交流电力作为对每个驱动轴设置的电动机的驱动电力使用。电动机控制装置具备：整流器，其对从三相交流输入电源的交流电源侧供给的交流电力进行整流输出直流电力；以及逆变器，其与作为整流器的直流侧的直流链路连接，对直流链路的直流电力和作为电动机的驱动电力或再生电力的交流电力进行相互电力变换，该电动机控制装置控制连接在该逆变器的交流侧的电动机的速度、转矩、或者转子的位置。

在这样的电动机控制装置中，当在整流器的交流电源侧发生停电，输入电源电压降低时，电动机无法继续正常运行。因此，电动机、驱动该电动机的电动机控制装置、连接在由该电动机控制装置驱动的电动机上的刀具、该刀具加工的加工对象、以及具有该电动机控制装置的生产线等有可能发生损坏、变形等某种故障。所以，需要在整流器的交流电源侧设置停电判定单元来监视整流器的交流电源侧有无发生停电，当停电判定单元判定为整流器的交流电源侧发生了停电时，电动机控制装置需要进行避免上述故障或将其抑制在最低限度的保护动作。

作为停电判定方法，例如日本特开2006-14546号公报中记载的那样，具有如下方法：将整流器的交流电源侧的三相交流输入电压坐标变换为与其等价的二相坐标上的电压矢量，通过计算该矢量的振幅来计算电源电压的振幅值，通过该振幅值低于预定的基准电压值的状态持续了预定的基准时间来检测停电。图9是说明日本特开2006-14546号公报中记载的发明中的停电检测方法的图。构成电动机控制装置的整流器100的与三相交流输入电源3连接的一侧的交流电压由交流电压检测单元111进行检测，通过电压振幅运算单元112计算其电压振幅值。当通过电压振幅运算单元112计算出的振幅值低于预定的基准电压值的状态持续了预定的基准时间时，停电判定单元113判定为在整流器100的交流电源侧发生了停电。

另外，近年来，随着降低电源高次谐波以及无效功率的要求，作为电动机控制装置中的整流器，使用脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation:PWM)的整流器(以下称为“PWM整流器”)得到了广泛应用。PWM整流器是作为半导体开关元件的桥接电路而构成的，通过根据开关指令控制半导体开关元件的开关动作，由此进行将输入的交流电力变换为直流电力并输出的电力变换动作。

例如日本特开平7-322626号公报中记载的那样，具有如下方法：在具有PWM整流器的电动机控制装置中，电平按照电源电压的极性而改变，当检测到具有与电源频率相同频率成分的信号中包含PWM频率成分时，判定为发生了停电。

另外，例如日本特开2009-44781号公报中记载的那样，具有如下方法：当电动机控制装置中的电压指令值的绝对值变为停电检测电平以下时，检测为停电。

但是，在日本特开2006-14546号公报中记载的整流器中应用PWM整流器的情况下，在发生了该PWM整流器的交流电源侧变为开路状态的停电时，直流输出电压通过整流电路表现为输入电压，因此在直流输出电压不下降的再生动作时，无法用上述的方法检测交流电源侧的停电。图10是对现有的具有PWM整流器和逆变器的电动机控制装置中，直流输出电压不下降的再生动作时的PWM整流器的交流电源侧的停电检测进行说明的图。在PWM整流器200中，始终进行开关元件的接通断开控制，因此在发生停电时PWM整流器200的交流电源侧变为开路状态时，如图10所示，直流电压通过接通的开关元件出现在交流电压检测单元211中。在PWM整流器200处于将交流电力变换为直流电力的动力运行动作中时，由于PWM整流器200输出的直流电压降低导致交流电压检测单元211检测的交流电压也降低，所以电压振幅运算单元212计算的电压振幅降低，因此虽然检测有些延迟，但停电判定单元213能够根据电压振幅来进行停电检测。然而，在PWM整流器200处于将直流电力变换为交流电力的再生动作中时，由于来自电动机(未图示)的再生能量，直流电压上升，交流电压检测单元211检测的交流电压也上升，电压振幅运算单元212计算的电压振幅值上升，因此停电判定单元213无法检测PWM整流器200的交流电源侧的停电。